EP1264444A1 - Concentrateur de lignes d'usager pour liaison atm - Google Patents

Concentrateur de lignes d'usager pour liaison atm

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Publication number
EP1264444A1
EP1264444A1 EP01904012A EP01904012A EP1264444A1 EP 1264444 A1 EP1264444 A1 EP 1264444A1 EP 01904012 A EP01904012 A EP 01904012A EP 01904012 A EP01904012 A EP 01904012A EP 1264444 A1 EP1264444 A1 EP 1264444A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
cells
cell
routing
user
vpi
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP01904012A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Pascal Benois
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sagem SA
Original Assignee
Sagem SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sagem SA filed Critical Sagem SA
Publication of EP1264444A1 publication Critical patent/EP1264444A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L49/00—Packet switching elements
    • H04L49/30—Peripheral units, e.g. input or output ports
    • H04L49/3081—ATM peripheral units, e.g. policing, insertion or extraction
    • H04L49/309—Header conversion, routing tables or routing tags
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04Q—SELECTING
    • H04Q11/00—Selecting arrangements for multiplex systems
    • H04Q11/04—Selecting arrangements for multiplex systems for time-division multiplexing
    • H04Q11/0428—Integrated services digital network, i.e. systems for transmission of different types of digitised signals, e.g. speech, data, telecentral, television signals
    • H04Q11/0478—Provisions for broadband connections
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/54—Store-and-forward switching systems 
    • H04L12/56—Packet switching systems
    • H04L12/5601—Transfer mode dependent, e.g. ATM
    • H04L2012/5614—User Network Interface
    • H04L2012/5615—Network termination, e.g. NT1, NT2, PBX
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/54—Store-and-forward switching systems 
    • H04L12/56—Packet switching systems
    • H04L12/5601—Transfer mode dependent, e.g. ATM
    • H04L2012/5672—Multiplexing, e.g. coding, scrambling

Definitions

  • the present invention relates to a concentrator between an ATM network link conveying ATM cells and groups of user lines to which the ATM cells are routed. In the other direction of transmission, the concentrator multiplexes the ATM cells coming from the user lines in the network link.
  • Such a hub is sometimes designated by DSLAM (Digital Subscriber Line Access Multiplexer) equipment and matches routing addresses, that is to say virtual circuit addresses each comprising a VPI virtual path identifier and a virtual channel identifier.
  • VCI in ATM cells received from the network link to routing addresses in ATM cells transmitted in user lines, and vice versa.
  • intermediate cells are created in the hub and contain headers whose length typically exceeds at least one byte.
  • a concentrator routing data from first cells in a network link in ATM mode to groups of user lines is characterized in that it comprises the successive cell conversion means for converting each first cell intended to one of several routing channels in ATM mode in a user line successively in cells having headers which are modified with respect to the header of the first cell while retaining the size thereof; and which are established on the one hand in dependence on a first correspondence between a routing address in the header of the first cell and a logical channel number containing a number of the group to which the user line belongs, a number of the user line in the group and a number of the routing channel in the user line, and on the other hand depending on a second correspondence between the logical channel number and a routing address e of the routing channel in the user line.
  • the cell conversion means according to the direction of transmission from the network link to the user lines can include:
  • a second means for converting the second cells into third cells by deleting the group numbers in the second cells and several third means, respectively associated with groups of user lines and addresses by the second means for converting according to group numbers in the second cells, for converting the third cells to fourth cells by replacing the line numbers for the user and the routing channel numbers in the third cells respectively by the corresponding routing addresses of the routing channels in the user lines.
  • error control fields included at the end of the headers of the first cells cannot be replaced only in the fourth cells by error control fields calculated by the third means for converting, the headers of the second and third cells containing the error control fields of the first cells, or in their place empty fields.
  • the invention also relates to the multiplexing of ATM cells as they are received in the other direction of transmission, from the user lines to the ATM network link.
  • the concentrator can successively comprise other cell conversion means for converting each fifth cell received through a routing channel of a user line successively into cells having headers which are modified with respect to the -head of the fifth cell while retaining the size thereof and which are established in dependence on other second and first correspondences.
  • the other cell conversior means can comprise: several fourth means respectively associated with user line groups to convert the fifth cells into sixth cells by removing error control fields in the headers of the fifth cells and by entering numbers of user line groups and user line numbers corresponding respectively to routing addresses in the fifth cells,
  • a fifth means links to all the fourth means for converting to convert the sixth cells into seventh cells by replacing the routing addresses in the sixth cells respectively with corresponding routing channel numbers
  • the sixth and seventh cells do not contain an error control field
  • the eighth cells transmitted in the network link include error control fields calculated by the sixth means for converting, in order minimize any error control field calculations in the concentrator.
  • - Figure 1 is a schematic block diagram of a concentrator according to the invention
  • - Figures 2 to 5 show respectively first, second, third and fourth cells successively treated by the concentrator in the direction of transmission, from a network link to user lines
  • - Figures 6 to 9 respectively show ⁇ es fifth, sixth, seventh and eighth cells successively processed by the concentrator in the other direction of transmission, from the user lines to the network link.
  • a concentrator according to the invention installed at an operator's premises comprises a network unit 1 at the network interface NNI
  • each unit 1, 21 to 21 is designed in the form of a printed card supporting integrated circuits described below.
  • the network unit 1 is served by a basic bidirectional link of STMl type (Synchronous Transport Mode) of an ATM network, with a nominal speed of 155 Mbit / s.
  • STMl Synchronous Transport Mode
  • an ATM cell Cl established by the network, or C8 established by the concentrator, conveyed in the link STM1 has the format shown in FIG. 2 or 9.
  • the cell Cl, C8 comprises 53 bytes distributed in an en- header EN1, EN8 has 5 bytes and a useful data field CD has 48 bytes.
  • the size of the header at 5 bytes and the cell size at 53 bytes are preserved during the processing of the cells through units 1 and 21 to 21 in both directions of transmission.
  • the PT and CLP bits are not processed by the concentrator and remain unchanged in the conversions of cell headers in the concentrator.
  • the HEC error control byte is calculated according to a predetermined algorithm as a function of the other four bytes of the header which precedes it, and is not modified in the concentrator until the cells on the user side have left or from the network side, the HEC control field is thus unchanged or deleted during the processing of cells internal to the concentrator.
  • the VPI / VCI routing address identifies a virtual channel by a Virtual Channel Identifier (VCI) among several in a virtual path designated by a VPI (Virtual Path Identifer) identifier for the cell destination.
  • VCI Virtual Channel Identifier
  • each VPI / VCI routing address in an incoming cell from the network and entering the concentrator corresponds, when the cell is recognized, to a predetermined VPI / VCI routing address in the outgoing cell towards a line d 'user, and vice versa.
  • the network unit 1 essentially comprises a network interface 10 and two cell converters 11 and 14.
  • the first cell converter 11 is in the form of a microprocessor with a RAM buffer memory 12 and a first programmable table memory CAM (Contained Address Memory) 13 which matches pairs of routing addresses of incoming cell and outgoing cell with logical channel numbers, the number of each logical channel can be addressed either by the routing address of the corresponding incoming cell, or by the routing address of the corresponding outgoing cell.
  • the second cell converter 14 is in the form of a programmable component of the FPGA (Field Programmable Gate Array) type with a RAM buffer memory 15 and a second CAM table memory 16 which maps outgoing cell routing addresses to logical channel numbers.
  • FPGA Field Programmable Gate Array
  • the first converter 11 is connected to the link STM1 of the ATM network through the network interface 10 on the one hand, and to the second converter 14 through a standardized internal bus 17 of the UTOPIA type.
  • a UTOPIA bus Universal Test and Operation Physical Interface for ATM
  • a UTOPIA bus is a standardized bus dedicated to transfers of ATM cells to each of which two port addresses are associated.
  • a third cell converter 22 is included in each unit 2i, with 1 ⁇ i ⁇ I, and is connected to the second converter 14 by an intermediate distributed bus 3 to all the user units 21 to 21.
  • the converter 22 is under the form of an FGPA component with a RAM buffer memory 23 and a third programmable table memory SRAM 24 which maps logical channel numbers assigned to the access unit 2i to outgoing cell VPI / VCI routing addresses to user destination, and vice versa.
  • the buffer memory 12, 15, 23 associated with the respective cell converter 11, 14, 22 is in practice partly included in the microprocessor constituting the converter in order to process the incoming cells which are a priori numerous, and partly external thereto for treat outgoing cells.
  • Access unit 2 also includes xDSL 251 to 25J user line interfaces with 4 user line ports each, connected by a bus
  • Each interface 251 to 25J comprises a modem in asymmetric mode for transmitting, in addition to a telephone channel, digital signals from ATM cells having a relatively low bit rate in the uplink direction, from user installations (not shown) at the ends of the lines user to the concentrator, and a higher speed in the downward direction from the concentrator to user installations which can wait for 9 Mbit / s in
  • ADSL mode or 52 Mbit / s in VDSL mode are ADSL mode or 52 Mbit / s in VDSL mode.
  • Each user line conveys ATM cells allocated to at most Q communications, that is to say designated by eight VPI / VCI routing addresses.
  • GFC flow control field Generic Flow Control
  • the invention defines an NCL logic channel number defining the virtual channel followed by the cell through the concentrator and including:
  • the table memories 13 and 24 correspond respectively to the address VPI / VCI at the network interface to the VPI / VCI address to the user interface, and vice versa, the correspondence between these two addresses being ensured by the logical channel number NCL.
  • the VPI / VCI address in a Cl or C8 network cell is a D different from the VPI / VCI address in a user cell C4 or C5.
  • the table memories 13 and 24, as well as the intermediate table memory 16 are configured before the first commissioning of the concentrator in order to match the routing side C addresses with the user side addresses.
  • one or more VPI identifiers of virtual con ⁇ uits can be assigned to the same network operator.
  • a cell Cl with a 28-bit VPI / VCI routing field undergoes three conversions successively in the converters 11, 14 and 22.
  • the data cells C1 are decoded and removed from the transmission frame in the link STM1, and their data field is descrambled.
  • the HEC error control byte of each Cl cell is controlled to eliminate all Cl cells whose EN1 header is erroneous and uncorrectable according to predetermined criteria such as number of errors in a header or in successive headers.
  • the other cells C1 are applied to the first converter 0 11 and stored in a buffer memory 12.
  • the converter 11 analyzes the 28-bit VPI / VCI routing address contained in the stored cell C1 and presents it to the table memory 13. If the memory 13 contains data at this VPI / VCI address for 5 network cells, it match him a logical channel number NCL [NUA, NLU, NCRj which identifies the path to be followed by the data of the cell through the concentrator.
  • the converter 11 replaces the header EN1 with a header EN2 of second cell C2 shown in FIG. 3.
  • the first 28 bits contain a 4-bit NUA number, an empty 8-bit field " 0 ", a 5-bit NLU number, a 3-bit NCR number and an empty 8-bit field.
  • the numbers NUA, NLU and NCR respectively designate the user unit 21 to 21, the user line LUI to LUP of the previous user unit, and a routing channel in the previous user line to which CD data is intended.
  • Cell C2 with the unmodified fields PT, CLP and HEC of cell Cl is transmitted by converter 11 on bus 17 internal to the network unit to second converter 14. If the routing address VPI / VCI in the received cell C1 is ignored by the table in the memory 13, the cell C1 is rejected by the converter 11.
  • the second cell converter 14 stores each cell C2 in the buffer memory 15 and extracts the first four bits therefrom in order to deduce therefrom the user unit number NUA.
  • the converter 14 modifies the header EN2 into the header EN3 of a cell C3 shown in FIG. 4.
  • the first eight bits are occupied by the user line number NLU and the NCR routing channel number contained in the EN2 header, and are followed by an empty 20-bit field and the unchanged PT, CL and HEC fields.
  • the HEC byte is replaced by an empty field of "0" bits.
  • Cell C3 is sent in parallel with an address of the user unit receiving cell C3 corresponding to the number extract NUA, by the converter 14 in the intermediate bus 3.
  • the user line number NLU in the stored cell C3 makes it possible to select an output port of the unit 2i or user line LUI to LUP as well as a user line interface 251 to 25J in the unit. 2i.
  • the converter 22 thus constitutes in response to the received cell C3 a cell C4 already described with reference to FIG. 5.
  • the cell C4 comprises an empty 4-bit field "0", the 24-bit VPI / VCI routing address read in memory 24, the initial fields PT and CLP of cell Cl read in memory 23, a last byte of error control HEC calculated on the four bytes preceding the header EN4 of cell C4 by converter 22 , and the initial data field CD of cell C1 also forming that of cell C3 and extracted from memory 23.
  • the cell C4 thus formed is transmitted in the UTOPIA bus 26 to the user line interface 251 to 25J , designated via the NLU number in cell C3, which formats it for transmission in xDSL mode in the selected user line HIM to LUP.
  • the shaping of C4 cells in the user lines interface consists in particular of confusing the data fields of C4 cells, and framing and coding the C4 cells.
  • an ATM cell C5 analogous to a cell C4, such as that shown in FIG. 6 at the user interface UNI is processed by the user line interface, unlike the processing of a cell C4 and transmitted to the converter 22, as fourth cell converter, via the UTOPIA bus 26.
  • the user line interface eliminates all the C5 cells, the EN5 header of which is incorrect compared to an analysis of the byte of HEC error check in cell C5.
  • the converter 22 writes all the correct received cell C5 into the buffer memory 23 and presents the 24-bit VPI / VCI routing address contained in the header EN5 of the stored cell C5 to the table memory 24. If the memory 24 recognizes this routing address, it uniquely identifies the source of the stored cell C5 identified by the NUA number of the user unit 2i and the NLU number of the user line through which the cell C5 arrived .
  • the converter 22 converts cell C5 into a cell C6 shown in FIG. 7.
  • the header EN6 of cell C6 successively comprises the user unit number NUA with 4 bits read in memory 24, the address VPI / VCI routing contained in the received cell C5, the PT and CLP fields contained in the cell C5, as well as a 3-bit empty field "T" and the 5-bit NLU user line number read in memory 24 to replace the HEC error control byte in cell C5.
  • the CD data field of cell C5 is read in the buffer memory 23 to be appended to the header EN6.
  • the cell C6 thus formed by the converter 22 of the user unit 2i is transmitted in the intermediate bus 3 to the converter 14, as the fifth cell converter, and is stored in the buffer memory 15.
  • the converter 14 extracts from cell C6 in memory 15, a 33-bit word comprising the number NUA, the address VPI / VCI and the digit NLU and addresses this word to the table memory 16 in order to read the number there. corresponding logical channel NCL [NUA, NLU, NCR] and the NCR routing channel number in that logical channel.
  • a cell C7, as shown in FIG. 8, is then formed by the converter 14 to be transmitted to the converter 11 through the internal bus UTOPIA 17.
  • the cell C7 comprises in header EN7, the number NUA extracted from the cell C6 , an empty 8-bit field "0", the NLU number extracted from cell C6, the routing channel number NCR read in memory 16 in correspondence with the 33-bit word extracted from cell C6, an empty field at 8 bits "0", the fields PT and CLP of cell C6 unchanged compared to cell C5 and read in memory 15, and a last empty 8-bit field "0" followed by the data field CD of the cell received C5 read in memory 15.
  • converter 11 In response to cell C7 on bus 17, converter 11, as the sixth cell converter, writes cell C7 to memory buffer 12 and applies the parameters NUA, NLU and NCR of the number of the logical channel NCL contained in cell C7 to table memory 13.
  • cell C8 is analogous to a cell Cl and contains the address VPI / VCI read in memory 13, the fields PT and CLP of cell C6 read in memory 12 and therefore of the received cell C5, and an error control byte HEC calculates according to four previous bytes of the header EN8 of cell C8 by the converter 11.
  • the constituted cell C8 is shaped in the network interface 10 by undergoing a reverse processing of that of a cell C1.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)

Abstract

Le concentrateur de type DSLAM aiguille des données des cellules ATM (C1) dans une liaison de réseau (STM1) vers des groupes de lignes d'usager (LU1 - LUP), et inversement multiplexe des cellules ATM. Plusieurs convertisseurs (11, 14, 21) convertissent l'en-tête de chaque première cellule (C1) pour un canal de routage dans une ligne d'usager successivement en des en-têtes modifiés (C2, C3, C4), sans changement de taille pour ne pas réduire la bande passante. Ces en-têtes sont établis par correspondances entre une adresse de routage (VPI/VCI) dans la première cellule et un numéro de canal logique (NCL) contenant un numéro (NUA) du groupe (2i) auquel la ligne d'usager appartient, un numéro (NLU) de la ligne dans le groupe et un numéro (NCR) du canal de routage dans la ligne, et entre le numéro de canal logique (NCL) et une adresse de routage (VPI/VCI) du canal de routage dans la ligne.

Description

Concentrateur de lignes d'usager pour liaison ATM
La présente invention concerne un concentrateur entre une liaison de réseau ATM convoyant des cellules ATM et des groupes de lignes d'usager vers lesquelles sont aiguillées les cellules ATM. Suivant l'autre sens de transmission, le concentrateur multiplexe les cellules ATM provenant des lignes d'usager dans la liaison de reseau.
Un tel concentrateur est parfois désigne par équipement DSLAM (Digital Subscriber Line Access Multiplexer) et fait correspondre des adresses de routage, c'est-a-dire des adresses de circuit virtuel comprenant chacune un identificateur de conduit virtuel VPI et un identificateur de voie virtuelle VCI, dans les cellules ATM reçues de la liaison de reseau a des adresses de routage dans les cellules ATM transmises dans les lignes d'usager, et inversement.
Pour effectuer la conversion des en-têtes des cellules de liaison en des en-têtes des cellules de ligne d'usager, des cellules intermédiaires sont créées dans le concentrateur et contiennent des en- têtes dont la longueur excède typiquement d'au moins un octet la longueur normalisée à cinq octets des cellules ATM dans la liaison de réseau et les lignes d'usager. Cette ad onction aux en-têtes des cellules ATM a l'intérieur du concentrateur diminue la bande passante disponible.
L'objectif de l'invention vise a fournir un concentrateur affranchi de l'inconvénient précèdent de manière a ne pas réduire la bande passante disponible. A cette fin, un concentrateur aiguillant des données de premières cellules dans une liaison de réseau en mode ATM vers des groupes de lignes d'usager, est caractérisé en ce qu'il comprend αes moyens successifs de conversion de cellules pour convertir chaque première cellule destinée à l'un de plusieurs canaux de routage en mode ATM dans une ligne d'usager successivement en des cellules ayant des en-têtes qui sont modifiés par rapport à l'entête de la première cellule tout en conservant la taille de celui-ci et qui sont établis d'une part en dépendance d'une première correspondance entre une adresse de routage dans 1 ' en-tête de la première cellule et un numéro de canal logique contenant un numéro du groupe auquel la ligne d'usager appartient, un numéro de la ligne d'usager dans le groupe et un numéro du canal de routage dans la ligne d'usager, et d'autre part en dépendance d'une deuxième correspondance entre le numéro de canal logique et une adresse de routage du canal de routage dans la ligne d'usager.
De préférence, les moyens de conversion de cellules suivant le sens de transmission depuis la liaison de réseau vers les lignes d'usager peuvent comprendre :
- un premier moyen pour convertir les premières cellules en des deuxièmes cellules en remplaçant les adresses de routage dans les premières cellules respectivement par des numéros de canal logique correspondants,
- un deuxième moyen pour convertir les deuxièmes cellules en des troisièmes cellules en supprimant les numéros de groupe dans les deuxièmes cellules, et plusieurs troisièmes moyens, respectivement associés aux groupes de lignes d'usager et adresses par le deuxième moyen pour convertir en fonction des numéros de groupe dans les deuxièmes cellules, pour convertir les troisièmes cellules en des quatrième cellules en remplaçant les numéros de ligne α' usager et les numéros de canal de routage dans les troisièmes cellules respectivement par les adresses de routage correspondantes des canaux de routage dans les lignes d'usager.
Afin d'éviter tout calcul de champ de contrôle d'erreur en interne du concentrateur moins sujet à des erreurs de transmission que des supports de transmission, des champs de contrôle d'erreur inclus à la fin des en-têtes des premières cellules ne peuvent être remplacés que dans les quatrièmes cellules par des champs de contrôle d'erreur calculés par les troisièmes moyens pour convertir, les entêtes des deuxièmes et troisièmes cellules contenant les champs de contrôle d'erreur des premières cellules, ou à la place de ceux-ci des champs vides.
L'invention concerne également le multiplexage de cellules ATM au fur et à mesure de leur réception suivant l'autre sens de transmission, depuis les lignes d'usager vers la liaison de réseau ATM.
Ainsi, le concentrateur peut comprendre successivement d'autres moyens de conversion de cellules pour convertir chaque cinquième cellule reçue à travers un canal de routage d'une ligne d'usager successivement en des cellules ayant des entêtes qui sont modifiés par rapport à l' en-tête de la cinquième cellule tout en conservant la taille de celui-ci et qui sont établis en dépendance d'autres deuxième et première correspondances. De préférence, les autres moyens de conversior de cellules peuvent comprendre : plusieurs quatrièmes moyens respectivement associes aux groupes de lignes d'usager pour convertir les cinquième cellules en des sixièmes cellules en supprimant des champs de contrôle d'erreur dans les en-têtes des cinquièmes cellules et en y introduisant des numéros des groupes de lignes d'usager et des numéros de ligne d'usager correspondant respectivement a des adresses de routage dans les cinquièmes cellules,
- un cinquième moyen relie a tous les quatrièmes moyens pour convertir pour convertir les sixièmes cellules en des septièmes cellules en remplaçant les adresses de routage dans les sixièmes cellules respectivement par des numéros de canal de routage correspondants, et
- un sixième moyen pour convertir les septièmes cellules en des huitièmes cellules en remplaçant les numéros de canal logique dans les septièmes cellules respectivement par des adresses de routage correspondants de la liaison de reseau.
En particulier, il est préférable que les sixièmes et septièmes cellules ne contiennent pas de champ de contrôle d'erreur, et les huitièmes cellules transmises dans la liaison de reseau incluent des champs de contrôle d'erreur calcules par le sixième moyen pour convertir, afin de réduire au minimum tout calcul de champ de contrôle d'erreur dans le concentrateur.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement a la lecture de la description suivante de plusieurs réalisations préférées de l'invention en référence aux dessins annexes correspondants dans lesquels :
- la figure 1 est un bloc-diagramme schématique d'un concentrateur selon l'invention ; - les figures 2 à 5 montrent respectivement des première, deuxième, troisième et quatrième cellules traitées successivement par le concentrateur suivant le sens de transmission, depuis une liaison de reseau vers des lignes d'usager ; et - les figures 6 à 9 montrent respectivement αes cinquième, sixième, septième et huitième cellules traitées successivement par le concentrateur suivant l'autre sens de transmission, depuis les lignes d'usager vers la liaison de réseau.
En référence à la figure 1, un concentrateur selon l'invention installé chez un opérateur comprend une unité de réseau 1 à l'interface de reseau NNI
(Network to Network Interface) et au plus I unîtes d'usagers 21 a 21 a l'interface d'usager UNI (User to Network Interface) . En pratique, chaque unité 1, 21 a 21 est conçue sous la forme d'une carte imprimée supportant des circuits intégrés décrits ci-apres.
L'unité de réseau 1 est desservie par une liaison bidirectionnelle de base de type STMl (Synchronous Transport Mode) d'un réseau ATM, avec un débit nominal de 155 Mbit/s. Comme il est connu, une cellule ATM Cl établie par le réseau, ou C8 établie par le concentrateur, convoyée dans la liaison STMl a le format montré à la figure 2 ou 9. La cellule Cl, C8 comprend 53 octets répartis dans un en-tête EN1, EN8 a 5 octets et un champ de donnés utiles CD a 48 octets. Comme on le verra dans la suite, la taille de 1 ' en-tête à 5 octets et la taille de cellule a 53 octets sont conservées au cours du traitement des cellules a travers les unités 1 et 21 a 21 suivant les deux sens de transmission.
L' en-tête EN1, EN8 comprend un champ d'adresse de routage VPI/VCI de 12 + 16 = 28 bits sur les 3,5 premiers octets, trois bits de type de charge utile PT (Payload Type) et un bit de priorité CLP (Cell Loss Prioπty) , et un dernier octet de contrôle d'erreur sur en-tête HEC (Header Error Control) . Les bits PT et CLP ne sont pas traites par le concentrateur et demeurent inchanges dans les conversions des en-têtes de cellule dans le concentrateur. L'octet de contrôle d'erreur HEC est calcule selon un algorithme prédétermine en fonction des quatre autres octets de 1 ' en-tête qui le précède, et n'est modifié dans le concentrateur qu'avant la sortie des cellules du côté usager ou du côte reseau le champ de contrôle HEC est ainsi inchange ou supprime lors du traitement de cellules interne au concentrateur . L'adresse de routage VPI/VCI identifie une voie virtuelle par un identificateur VCI (Virtual Channel Identifier) parmi plusieurs dans un conduit virtuel désigne par un identificateur VPI (Virtual Path Identifer) pour la destination de la cellule. Comme dans un commutateur ATM, chaque adresse de routage VPI/VCI dans une cellule entrante provenant du reseau et entrant dans le concentrateur correspond, lorsque la cellule est reconnue, à une adresse de routage VPI/VCI prédéterminée dans la cellule sortant vers une ligne d'usager, et inversement.
L'unité de réseau 1 comprend essentiellement une interface de réseau 10 et deux convertisseurs de cellule 11 et 14. Le premier convertisseur de cellule 11 est sous la forme d'un microprocesseur avec une mémoire tampon RAM 12 et une première mémoire de table programmable CAM (Contained Address Memory) 13 qui fait correspondre des couples d'adresses de routage de cellule entrante et de cellule sortante à des numéros de canal logique, le numéro de chaque canal logique pouvant être adressé soit par l'adresse de routage de la cellule entrante correspondante, soit par l'adresse de routage de la cellule sortante correspondante. Le deuxième convertisseur de cellule 14 est sous la forme d'un composant programmable de type FPGA (Field Programmable Gâte Array) avec une mémoire tampon RAM 15 et une deuxième mémoire de table CAM 16 qui fait correspondre des adresses de routage de cellule sortante à des numéros de canal logique. Le premier convertisseur 11 est relié à la liaison STMl du réseau ATM à travers l'interface de réseau 10 d'une part, et au deuxième convertisseur 14 à travers un bus interne normalisé 17 de type UTOPIA. Un bus UTOPIA (Universal Test and Opération Physical Interface for ATM) est un bus normalisé dédié à des transferts de cellules ATM à chacune desquelles deux adresses de port sont associées.
Un troisième convertisseur de cellule 22 est inclus dans chaque unité 2i, avec 1 < i < I, et est relié au deuxième convertisseur 14 par un bus distribué intermédiaire 3 vers toutes les unités d'usagers 21 à 21. Le convertisseur 22 est sous la forme d'un composant FGPA avec une mémoire tampon RAM 23 et une troisième mémoire de table programmable SRAM 24 qui fait correspondre des numéros de canal logique attribués à l'unité d'accès 2i à des adresses de routage VPI/VCI de cellule sortante à destination d'usager, et inversement. La mémoire tampon 12, 15, 23 associée au convertisseur de cellule respectif 11, 14, 22 est en pratique pour partie incluse dans le microprocesseur constituant le convertisseur afin de traiter les cellules entrantes a priori nombreuses, et pour partie externe a celui-ci pour traiter les cellules sortantes .
L'unité d'accès 2 comprend également des interfaces de lignes d'usager xDSL 251 a 25J a 4 ports de ligne d'usager chacune, reliées par un bus
UTOPIA 26 au convertisseur 22 et desservant un groupe au plus de P ports de ligne d'usager LUI a LUP.
Chaque interface 251 à 25J comprend un modem en mode asymétrique pour transmettre, outre un canal téléphonique, des signaux numériques de cellules ATM ayant un relatif faible débit suivant le sens montant, des installations d'usager (non représentées) aux extrémités des lignes d'usager vers le concentrateur, et un débit plus eleve suivant le sens descendant du concentrateur vers les installations d'usager pouvant attendre 9 Mbit/s en
Mode ADSL ou 52 Mbit/s en mode VDSL.
Chaque ligne d'usager convoie des cellules ATM attribuées à au plus Q communications, c'est-à-dire désignées par huit adresses de routage VPI/VCI. Dans les lignes d'usager, une cellule ATM C4 établie par le concentrateur, ou C5 transmise par une installation d'usager, est montrée à la figure 5 ou 6 et est analogue à celle Cl ou C8 dans la liaison de réseau STMl, à la différence près que les 4 premiers bits de 1 ' en-tête EN4 constituent un champ de contrôle de flux GFC (Generic Flow Control) ayant la valeur "0" et ainsi l'adresse de routage VPI/VCI ne comprend que 28 - 4 = 8 + 16 = 24 bits. Pour mettre en correspondance l'adresse αe routage VPI/VCI à 28 bits d'une cellule ATM à l'interface de réseau NNI dans la liaison STMl avec l'adresse de routage VPI/VCI à 24 bits du canal αe routage virtuel convoyant une cellule ATM à l'interface d'usager UNI dans une ligne d'usager LUI à LUP reliée à une unité d'usagers, l'invention définit un numéro de canal de logique NCL définissant le canal virtuel suivi par la cellule à travers le concentrateur et comprenant :
- le numéro NUA de l'unité d'usagers qui est codé sur 4 bits et qui varie de 1 à I = 15, le concentrateur comprenant typiquement au plus I = 15 unités d'usagers 21 à 21 ; - le numéro NLU de la ligne d'usager sollicitée par l'unité d'usagers précédente, qui est codé sur deux adresses et 5 bits et qui varie de 1 à P = 15, soit typiquement un groupe d'au plus P = 15 lignes d'usager LUI à LUP par unité d'usagers et au plus J = 4 interfaces de lignes d'usager à au plus 4 lignes d'usager chacune par unité d'usagers 2i ;
- le numéro NCR du canal de routage VPI/VCI qui est codé sur 3 bits et qui varie de 0 à Q-l = 7, soi; au plus Q = 8 couples d'adresses VPI/VCI différents dans une ligne d'usager.
Le concentrateur utilise ainsi une adresse interne de canal logique sur 4 + 5 + 3 = 12 bits pour un champ de routage de taille minimale de 24 bits, ce qui permet de réserver des champs vides pour d'autres applications, comme on le verra ci-après dans les entêtes des cellules transmises dans les bus internes 17 et 3. Suivant le sens descendant et le sens montant, les mémoires de table 13 et 24 font correspondre respectivement l'adresse VPI/VCI à l'interface de réseau à l'adresse VPI/VCI à l'interface d'usager, et inversement, la correspondance entre ces deux adresses étant assurée par le numéro de canal logique NCL. L'adresse VPI/VCI dans une cellule de réseau Cl ou C8 est a D différente de l'adresse VPI/VCI dans une cellule d'usager C4 ou C5. Les mémoires de table 13 et 24, ainsi que la mémoire de table intermédiaire 16 sont configurées avant la première mise en service du concentrateur afin de faire correspondre les adresses C de routage côte reseau avec celles côte usager. Par exemple, un ou plusieurs identificateurs VPI de conαuits virtuels peuvent être attribues a un même operateur de reseau.
5 Suivant le sens descendant de la liaison STMl vers une ligne d'usager LUI à LUP, une cellule Cl avec un champ de routage VPI/VCI a 28 bits, comme montre a la figure 2, subit trois conversions successivement dans les convertisseurs 11, 14 et 22. 0 Dans l'interface de réseau 10, les cellules de donnes Cl sont décodées et retirées de la trame de transmission dans la liaison STMl, et leur cnamp de données est desembrouille . L'octet de contrôle d'erreur HEC de chaque cellule Cl est contrôle pour 5 éliminer toutes les cellules Cl dont 1 ' en-tête EN1 est erroné et incorrigible en fonction de critères prédéterminés tels que nombre d'erreurs dans un entête ou dans des en-têtes successifs. Les autres cellules Cl sont appliquées au premier convertisseur 0 11 et mémorisées dans une mémoire tampon 12.
Le convertisseur 11 analyse l'adresse de routage VPI/VCI à 28 bits contenue dans la cellule mémorisée Cl et la présente à la mémoire de table 13. Si la mémoire 13 contient dé à cette adresse VPI/VCI pour 5 cellule de reseau, elle lui fait correspondre un numéro de canal logique NCL [NUA, NLU, NCRj qui identifie le chemin à suivre par les données de la cellule à travers le concentrateur. Le convertisseur 11 remplace 1 ' en-tête ENl par un en-tête EN2 de deuxième cellule C2 montré à la figure 3. Dans la cellule C2, les 28 premiers bits contiennent un numéro NUA à 4 bits, un champ vide à 8 bits "0", un numéro NLU à 5 bits, un numéro NCR à 3 bits et un champ vide à 8 bits. Les numéros NUA, NLU et NCR désignent respectivement l'unité d'usagers 21 à 21, la ligne d'usager LUI à LUP de l'unité d'usagers précédente, et un canal de routage dans la ligne d'usager précédente vers lesquels les données CD sont destinées . La cellule C2 avec les champs non modifiés PT, CLP et HEC de la cellule Cl est transmise par le convertisseur 11 dans le bus 17 interne à l'unité de réseau vers le deuxième convertisseur 14. Si l'adresse de routage VPI/VCI dans la cellule reçue Cl est méconnue par la table dans la mémoire 13, la cellule Cl est rejetée par le convertisseur 11.
Le deuxième convertisseur de cellule 14 mémorise chaque cellule C2 dans la mémoire tampon 15 et en extrait les quatre premiers bits pour en déduire le numéro d'unité d'usagers NUA. Le convertisseur 14 modifie 1 ' en-tête EN2 en 1 ' en-tête EN3 d'une cellule C3 montrée à la figure 4. Dans la cellule C3, les huit premiers bits sont occupés par le numéro de ligne d'usager NLU et le numéro de canal de routage NCR contenus dans 1 ' en-tête EN2, et sont suivis d'un champ vide de 20 bits et des champs PT, CL et HEC inchangés. En variante, l'octet HEC est remplacé par un champ vide de bits "0". La cellule C3 est émise en parallèle avec une adresse de l'unité d'usagers destinatrice de la cellule C3 correspondant au numéro extrait NUA, par le convertisseur 14 dans le bus intermédiaire 3.
Le troisième convertisseur de cellule 22 dans l'unité d'usagers 21 à 21, soit par exemple l'unité 2i, qui a seul reconnu l'adresse d'unité d'usagers dans le bus 3, traite la cellule C3 en l'écrivant d'abord dans la mémoire tampon 23 de l'unité 2i. Le numéro de ligne d'usager NLU dans la cellule mémorisée C3 permet de sélectionner un port de sortie de l'unité 2i ou ligne d'usager LUI à LUP ainsi qu'une interface de lignes d'usager 251 à 25J dans l'unité 2i. Les numéros NLU et NCR dans la cellule mémorisée C3 sont appliqués à la mémoire de table 24 de l'unité 2i afin d'y lire en correspondance à ces deux numéros une adresse de routage VPI/VCI à 8 + 16 = 24 bits. En pratique, une ou plusieurs lignes d'usager peuvent correspondre à un conduit virtuel désigné par un identificateur commun VPI et groupant Q = 8 voies virtuelles par ligne d'usager désignées par des identificateurs respectifs VCI .
Le convertisseur 22 constitue ainsi en réponse à la cellule reçue C3 une cellule C4 déjà décrite en référence à la figure 5. La cellule C4 comprend un champ vide à 4 bits "0", l'adresse de routage VPI/VCI à 24 bits lue dans la mémoire 24, les champs initiaux PT et CLP de la cellule Cl lus dans la mémoire 23, un dernier octet de contrôle d'erreur HEC calculés sur les quatre octets précédant l' en-tête EN4 de la cellule C4 par le convertisseur 22, et le champ de données initial CD de la cellule Cl formant également celui de la cellule C3 et extrait de la mémoire 23. La cellule C4 ainsi constituée est transmise dans le bus UTOPIA 26 vers l'interface de ligne d'usager 251 à 25J, désignée via le numéro NLU dans la cellule C3, qui la met en forme pour transmission en mode xDSL dans la ligne d'usager sélectionnée LUI à LUP. La mise en forme des cellules C4 dans l'interface αe lignes d'usager consiste notamment à embrouiller les champs de données des cellules C4, et mettre en trame et coder les cellules C4.
Suivant le sens montant d'une ligne d'usager LUI à LUP, depuis une interface de lignes d'usager 251 à 25J d'une unité d'usagers donnée 2i vers la liaison STMl du réseau ATM, une cellule ATM C5 analogue à une cellule C4, telle que celle montrée à la figure 6 à l'interface d'usager UNI est traitée par l'interface de lignes d'usager à l'inverse du traitement d'une cellule C4 et transmise au convertisseur 22, en tant que quatrième convertisseur de cellule, à travers le bus UTOPIA 26. Comme l'interface 10, l'interface de lignes d'usager élimine toutes les cellules C5 dont 1 ' en-tête EN5 est erroné par rapport à une analyse de l'octet de contrôle d'erreur HEC dans la cellule C5. Le convertisseur 22 écrit toute la cellule reçue correcte C5 dans la mémoire tampon 23 et présente l'adresse de routage VPI/VCI à 24 bits contenue dans 1 ' en-tête EN5 de la cellule mémorisée C5 à la mémoire de table 24. Si la mémoire 24 reconnaît cette adresse de routage, elle identifie de manière biunivoque la source de la cellule mémorisée C5 identifiée par le numéro NUA de l'unité d'usagers 2i et le numéro NLU de la ligne d'usager par laquelle la cellule C5 est arrivée . Le convertisseur 22 convertit la cellule C5 en une cellule C6 montrée à la figure 7. L' en-tête EN6 de la cellule C6 comprend successivement le numéro d'unité d'usagers NUA à 4 bits lu dans la mémoire 24, l'adresse de routage VPI/VCI contenue dans la cellule reçue C5, les champs PT et CLP contenus dans la cellule C5, ainsi qu'un champ vide à 3 bits " T " et le numéro de ligne d'usager NLU à 5 bits lu dans la mémoire 24 en remplacement de l'octet de contrôle d'erreur HEC dans la cellule C5. Le champ de données CD de la cellule C5 est lu dans la mémoire tampon 23 pour être accolé à l' en-tête EN6.
La cellule C6 ainsi constituée par le convertisseur 22 de l'unité d'usagers 2i est transmise dans le bus intermédiaire 3 vers le convertisseur 14, en tant que cinquième convertisseur de cellule, et est mémorisée dans la mémoire tampon 15.
Le convertisseur 14 extrait de la cellule C6 dans la mémoire 15, un mot à 33 bits comprenant le numéro NUA, l'adresse VPI/VCI et le numérc NLU et adresse ce mot à la mémoire de table 16 afin d'y lire le numéro de canal logique correspondant NCL [NUA, NLU, NCR] et le numéro de canal de routage NCR dans ce canal logique. Une cellule C7, comme montré à la figure 8, est alors constituée par le convertisseur 14 pour être transmise au convertisseur 11 à travers le bus interne UTOPIA 17. La cellule C7 comporte en en-tête EN7, le numéro NUA extrait de la cellule C6, un champ vide à 8 bits "0", le numéro NLU extrait de la cellule C6, le numéro de canal de routage NCR lu dans la mémoire 16 en correspondance au mot à 33 bits extrait de la cellule C6, un champ vide à 8 bits "0", les champs PT et CLP de la cellule C6 inchangés par rapport à la cellule C5 et lus dans la mémoire 15, et un dernier champ vide à 8 bits "0" suivi par le champ de données CD de la cellule reçue C5 lu en mémoire 15.
En réponse à la cellule C7 dans le bus 17, le convertisseur 11, en tant que sixième convertisseur de cellule, écrit la cellule C7 dans la mémoire tampon 12 et applique les paramètres NUA, NLU et NCR du numéro du canal logique NCL contenu dans la cellule C7 a la mémoire de table 13. Dans cette mémoire, une adresse de routage VPI/VCI a 12 + 16 = 28 bits est lue en correspondance avec le numéro composite NCL dans la cellule C7 afin que le convertisseur 11 constitue une cellule ATM C8 a transmettre dans la liaison STMl a travers l'interface de reseau 10. En référence a la figure 9, la cellule C8 est analogue à une cellule Cl et contient l'adresse VPI/VCI lue dans la mémoire 13, les champs PT et CLP de la cellule C6 lus dans la mémoire 12 et donc de la cellule reçue C5, et un octet de contrôle d'erreur HEC calcule en fonction des quatre octets précédents de 1 ' en-tête EN8 de la cellule C8 par le convertisseur 11. La cellule constituée C8 est mise en forme dans l'interface de reseau 10 en subissant un traitement inverse de celui d'une cellule Cl.

Claims

REVENDICATIONS
1 - Concentrateur aiguillant des données (CD) de premières cellules (Cl) dans une liaison de réseau (STMl) en mode ATM vers des groupes de lignes d'usager (LUI - LUP), caractérisé en ce qu'il comprend des moyens successifs de conversion de cellules (11, 14, 22) pour convertir chaque première cellule (Cl) destinée à l'un de plusieurs canaux de routage en mode ATM dans une ligne d'usager successivement en des cellules (C2, C3, C4) ayant des en-têtes (EN2, EN3, EN4 ) qui sont modifiés par rapport à l' en-tête (ENl) de la première cellule tout en conservant la taille de celui-ci et qui sont établis d'une part en dépendance d'une première correspondance entre une adresse de routage (VPI/VCI) dans 1 ' en-tête (ENl) de la première cellule et un numéro de canal logique (NCL) contenant un numéro
(NUA) du groupe auquel la ligne d'usager appartient, un numéro (NLU) de la ligne d'usager dans le groupe et un numéro (NCR) du canal de routage dans la ligne d'usager, et d'autre part en dépendance d'une deuxième correspondance entre le numéro de canal logique (NCL) et une adresse de routage (VPI/VCI) du canal de routage dans la ligne d'usager.
2 - Concentrateur conforme à la revendication 1, dans lequel les moyens de conversion de cellules comprennent : - un premier moyen (11) pour convertir les premières cellules (Cl) en des deuxièmes cellules
(C2) en remplaçant les adresses de routage (VPI/VCI) dans les premières cellules respectivement par des numéros de canal logique correspondants (NCL [NUA, NLU, NCR]), un deuxième moyen (14) pour convertir les deuxièmes cellules (C2) en des troisièmes celluies (C3) en supprimant les numéros de groupe (NUA) dans les deuxièmes cellules, et - plusieurs troisièmes moyens (21 à 21, 22), respectivement associés aux groupes de lignes d'usager et adressés par le deuxième moyen pour convertir en fonction des numéros de groupe (NUA) dans les deuxièmes cellules, pour convertir les troisièmes cellules (C3) en des quatrièmes celluies (C4) en remplaçant les numéros de ligne d'usager (NLU) et les numéros de canal de routage (NCR) dans les troisièmes cellules respectivement par les adresses de routage correspondantes (VPI/VCI) des canaux de routage dans les lignes d'usager.
3 - Concentrateur conforme à la revendication 2, dans lequel des champs de contrôle d'erreur (HEC) inclus à la fin des en-têtes (ENl) des premières cellules ne sont remplacés que dans les quatrièmes cellules par des champs de contrôle d'erreur calculés par les troisièmes moyens pour convertir (21 à 21, 22), les en-têtes des deuxièmes et troisièmes cellules (C2, C3) contenant les champs de contrôle d'erreur des premières cellules (Cl), ou des champs vides à la place de ceux-ci.
4 - Concentrateur conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 3, comprenant successivement d'autres moyens de conversion de cellules (22, 14, 11) pour convertir chaque cinquième cellule (C5) reçue à travers un canal de routage d'une ligne d'usager (LUI - LUP) successivement en des cellules (C6, C7, C8) ayant des en-têtes (EN6, EN7, EN8) qui sont modifiés par rapport à 1 ' en-tête (EN5) de la cinquième cellule tout en conservant la taille de celui-ci et qui sont établis en dépendance d'autres deuxième et première correspondances.
5 - Concentrateur conforme a la revendication 4, dans lequel les autres moyens de conversion de cellules comprennent : plusieurs quatrièmes moyens (21 a 21, 22) respectivement associes aux groupes de lignes d'usager pour convertir les cinquième cellules (C5) en des sixièmes cellules (C6) en supprimant des champs de contrôle d'erreur (HEC) dans les en-têtes (EN5) des cinquièmes cellules et en y introduisant des numéros (NUA) des groupes de lignes d'usager et des numéros de ligne d'usager (NLU) correspondant respectivement à des adresses de routage (VPI/VCI) dans les cinquièmes cellules, un cinquième moyen (14) relie a tous les quatrièmes moyens pour convertir (21 a 21, 22) pour convertir les sixièmes cellules (C6) en des septièmes cellules (C7) en remplaçant les adresses de routage (VPI/VCI) dans les sixièmes cellules respectivement par des numéros de canal de routage correspondants (NCR) , et - un sixième moyen (11) pour convertir les septièmes cellules (C7) en des huitièmes cellules (C8) en remplaçant les numéros de canal logique (NCL [NUA, NLU, NCR] ) dans les septièmes cellules respectivement par des adresses de routage correspondants (VPI/VCI) de la liaison de reseau (STMl) .
6 - Concentrateur conforme a la revendication 5, dans lequel les sixièmes et septièmes cellules (C6, C7) ne contiennent pas de champ de contrôle d'erreur (HEC), et les huitièmes cellules (C8) incluent des champs de contrôle d'erreur (HEC) calcules par le sixième moyen pour convertir (11) .
7 - Concentrateur conforme a l'une quelconque des revendications 1 à 6, pour lequel les lignes d'usager (LUI - LUP) sont en mode de transmission xDSL.
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